【十四】继承与多态（上）

1、函数重写

  上一篇文章中说到，当子类定义一个与父类同名的成员变量时，父类的该成员变量依然会被继承到子类，它们两者可通过作用域限定符来区分，那么，如果子类中定义了和父类相同类型且同名的函数又会怎样呢？

这就是函数重写！

• 在子类中定义与父类中原型相同的函数
• 函数重写只发生在父类与子类之间

示例：

#include <cstdlib>
#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
    void print()
    {
        cout<<"I'm Parent..."<<endl;
    }
};

class Child : public Parent
{
public:
    void print()        //子类中的函数与父类函数相同
    {
        cout<<"I'm Child..."<<endl;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Child child;

    child.print();
    //通过作用域限定符调用父类函数
    child.Parent::print();

    cout << "Press the enter key to continue ...";
    cin.get();
    return EXIT_SUCCESS;
}

Tip：

• 父类中被重写的函数依然会继承给子类
• 默认情况下子类中重写的函数将隐藏父类中的函数
• 通过作用域分辨符::可以访问到父类中被隐藏的函数

当函数重写遇上赋值兼容性原则

思考：

  下面的程序输出什么？

将上述程序的主函数做如下的更改：

int main(int argc, char *argv[])
{
    Child child;

    Parent *pp = &child;
    Parent &rp = child;

    //下面一次会输出什么？
    child.print();
    pp->print();
    rp.print();

    cout << "Press the enter key to continue ...";
    cin.get();
    return EXIT_SUCCESS;
}

运行结果：

结果分析：

• C++与C相同，是静态编译型语言
• 在编译时，编译器自动根据指针的类型判断指向的是一个什么样的对象
• 所以编译器认为父类指针指向的是父类对象（根据赋值兼容性原则，这个假设合理）
• 由于程序没有运行，所以不可能知道父类指针指向的具体是父类对象还是子类对象
• 从程序安全的角度，编译器假设父类指针只指向父类对象，因此编译的结果为调用父类的成员函数

举例来说，假如有如下函数：

void howtoprint(Parent *p)
{
  p->print();
}

在编译这个函数的时候，编译器不可能知道指针 p 究竟指向了什么。但是编译器没有理由报错。于是，编译器认为最安全的做法是编译到父类的print函数，因为父类和子类肯定都有相同的print函数。

但是，编译器的这个默认做法是我们想要的么？？

2、引入多态

多态特性，是面向对象的新需求

• 根据实际的对象类型来判断重写函数的调用
• 如果父类指针指向的是父类对象则调用父类中定义的函数
• 如果父类指针指向的是子类对象则调用子类中定义的重写函数

总之，多态就是：

  同样的调用语句有多种不同的表现形态！

3、多态的本质

C++中的多态支持

• C++中通过virtual关键字对多态进行支持
• 使用virtual声明的函数被重写后即可展现多态特性
• virtual关键字可被子类继承，因此子类重写父类的虚函数时不必显式声明virtual关键字

这也就是C++中的虚函数！

示例：

#include <cstdlib>
#include <iostream>

using namespace std;

class Parent
{
public:
    virtual void print()    //父类中的虚函数
    {
        cout<<"I'm Parent..."<<endl;
    }
};

class Child : public Parent
{
public:
//子类中重写父类中的虚函数,同时，因为父类中该函数为虚函数，所以
//子类中该函数自动为虚函数，继承了virtual特性，所以不用显示声明virtual了
    void print()        
    {
        cout<<"I'm Child..."<<endl;
    }
};

void howtoprint(Parent *p, Parent &rp)
{
    //下面一次会输出什么？
    p->print();
    rp.print();
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    Child child;
    Parent parent;

    howtoprint(&child,child);
    howtoprint(&parent,parent);

    cout << "Press the enter key to continue ...";
    cin.get();
    return EXIT_SUCCESS;
}

运行结果：